毕业设计（论文）开题报告舵机转向方法在移动机器人中的应用研究

南通大学本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名朱亚伟学 号01112021033专业电气工程及其自动化(本一) 课题名称舵机转向方法在移动机器人中的应用研究阅读文献情 况国内文献 12 篇开题日期 2015.3.13国外文献 3 篇开题地点 JX11-413一 文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献） 课题研究的现状及发展趋势:发达国家从上世纪 70 年代就开始了关于智能车的研究，目前，德国和美国在智能车的实用性和可行性方面走在了世界的前列。美国是世界上关于无人驾驶车辆研究水平最高、最早的国家之一，美国于上世纪 80 年代就提出了自主地面车辆计划（ALV），该项研究研究的是一辆能够在校园环境中自主驾驶的汽车。在美国，一些著名的高校也于上世纪 80 年代先后开始了关于智能车的研究，这包括麻省理工学院、卡耐基梅隆大学等。由于智能汽车的领域十分广泛，实现全智能的汽车在技术上很难实现，所以，在上世纪 80 年代末，各国在关于智能车的研究上都先后把目标锁定在了问题比较简单的高速公路上的民用车辆的辅助驾驶上。上世纪 90 年代中期，美国卡耐基梅隆大学研制成功了Navlab-V，Navlab-V 是一辆无人驾驶汽车，它在无人驾驶状态下穿越了美国的东西方向，这次试验过程的路程长度为 5000km，全部为美国的州际高速公路，车辆在试验过程中的自主驾驶率在 96%以上。尽管 Navlab-V 在这次试验过程中不涉及车速控制，只完成了方向控制，但仍然让人们认识到了科学技术在智能车上的神奇表现。最近，位于德国汉堡的 Ibeo 公司研制了一辆智能车，这两智能车是在德国大众汽车公司生产的帕萨特 2.0 的基础上进行改造而成，这辆智能车能够在无人驾驶的状态下穿越复杂的城市道路，但从外观来看，该车与普通汽车没有区别。在前进过程中，安装在车内部的全球定位系统能够及时、准确的获取车辆的方位信息，路况信息是通过安装在前灯和尾灯附近的激光扫描仪获取的，这些激光扫描仪能够采集汽车周围 183m 内的路况，软件控制系统能够将这些信息构建称为三维的道路模型，为自动行驶提供参数。此外，激光扫描仪还能够识别各种交通标识，比如：停靠点、限速标识、交通灯等，以保证汽车行驶过程中遵守交通安全规则，实现安全行驶。安装在汽车内部的计算机系统将汽车采集到的各种信息汇集起来，通过对这些信息进行分析计算，最终发出控制指令完成对汽车的控制。这辆智能汽车能够在城市道路中避开障碍物、建筑物、行人及其它车辆，它能够自动的实现转弯、加速、刹车、换挡等操作。上世纪 90 年代初，日本学者 Kageyama 在驾驶员模型中引入了模糊控制理论，从而建立了模糊控制驾驶员模型，在该模型中引入“风险等级”的概念表述外界对驾驶员开车行为的影响。驾驶员从前方路况得到的“危险感觉”即是轨迹决策中的“风险等级”，它主要来由四点组成，即车辆前方有无障碍物，车辆与道路右侧的间距，车辆与道路左侧的间距，车辆前方的道路曲率变化，路宽、速度、道路形状等因素的指数函数经过模糊推理之后用以表示这四方面的风险感觉。驾驶员心目中的理想轨迹是由这四方面的综合因素经过模糊推理之后得到的风险等级最小的方案决定的。 本课题研究的意义和价值:智能车研究涉及自动控制、人工智能、信息融合、传感器、图像处理等多门学科的内容，它是当前最为活跃的科学研究领域之一。智能车主要应用于无人驾驶，无人生产线，服务机器人等领域，“智能车”技术正在渗透到社会主义现代化建设的各个环节，常见的智能车应用领域有如下几个：在高电压、强辐射的环境下进行现场作业时，高压、强辐射环境对工作人员的人身安全构成严重威胁，轻则危害健康，重则危及生命，若利用携带有专用仪器的智能车代替工作人员进行现场作业则可避免这些危险。矿厂井下作业时，瓦斯浓度和地压冲击是其主要存在的安全隐患，未发生事故时能够及时的监测到这些隐患的先兆是矿产企业安全生产的保障，事故发生后能够准确的监测到瓦斯浓度、冲击强度的实时情况则是实现营救和恢复生产的重要依据。以智能车为载体，使其携带专用传感器深入井下去采集这些重要的数据，以便为安全监测人员提供及时、准确、动态的信息，用于避免重大事故的发生。参考文献：1 王树国等. 智能机器人的现状及未来J. 机器人技术与应用, 1998，01期.2 于涌川，原魁，邹伟，全驱动轮式机器人越障过程模型及影响因素分析J,机器人，2008年1月.3 王鹏飞，孙立宁，黄博，地面移动机器人系统的研究现状与关键技术J.机械设计，2006年7月.4 李瑞峰，孙笛生，阎国荣等移动式作业型智能服务机器人的研制J机器人技术与应用，2003，1期.5 李磊，陈细军，候增广等 自主轮式移动机器人CASIA-I的整体设计J高技术通讯，2003，l1期6 孙迪生, 王炎著. 机器人控制技术M. 机械工业出版社, 1997.7 郭可发. 舵机系统自适应控制策略研究D. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.8 CAPION G,BASTING,ANDREA,BD.Structural properties and classification of kinematic and dynamic models of wheeled mobile robotJ.IEEE Trans Robot Automat.1996,12. 9 Sadayapan P, etc. A Restructurable VLSI Robotics Vector Processor Architecture for Real time ControLJ. IEEE Transon Robotics and Automation, 1989, l5.10 徐艾，谭宝成，廉春原，张海刚，智能轮式移动机器人嵌入式控制系统设计J,国外电子元器件,2008年第11期.11 范永，谭民，机器人控制器的现状及展望J.机器人.1999年1期.12 C.J.Park, D.M.Lee, S. G. Choi. Development of Fuzzy PID control system for hotstrop finishing millJ. The 27st, Annual Confererce of the IEEE Industrial Electronics Society, 787-791, 2002.13 于虹. 基于16位单片机 MC9S12DG128 智能模型车系统开发研究D. 包头:内蒙古科技大学，2009.14 K. C. Fuerstenberg, K. C. Dietmayer, and V. Willhoeft, Pedestrian recognition inurban traffic using a vehicle based multilayer laserscannerJ. Intelligent Vehicle Symposium, 2002. IEEE, 2002.15 李娟. 智能车系统的研究与设计D. 沈阳：东北大学，2008.二 本课题的基本内容，预计解决的难题本课题利用舵机转向原理实现移动平台的自由转向。主要涉及内容如下：1 完成舵机转向的理论分析；2 完成基于平台的最小转角分析；3 转弯的实现。三 课题的研究方法、技术路线查阅相关资料，了解移动机器人的工作原理，构建基于舵机转向的运动系统，编写运动方程；通过硬件、软件调试，完成基于舵机转向的移动平台系统设计。四 研究工作条件和基础 学生已经修完传感器技术、单片机控制技术、自动控制原理、电机控制技术等专业课程，具备设计所需的理论基础。 五、进度计划起讫日期工作内容11.24-12.13查阅相关中外参考文献，翻译1份英文资料12.16-1.18理解课题设计要求，了解移动平台工作原理及舵机转向原理，撰写开题报告3.2-3.15基于舵机转向移动平台方案设计3.16-4.6运动分析 4.7-4.30毕业设计中期检查5.1-5.8舵机转向实现5.19-5.26